(57)【要約】  ３相遮断器１の開極時前後における変圧器電圧測定部６０の測定結果に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして３相変圧器３０の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算部５１と、３相遮断器１に対する閉極指令に応答し、電源電圧測定部６１の測定結果に基づき、１ＰＵとした求めた最大磁束レベルを基準として３相変圧器３０の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算部５２と、基準相における定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで３相遮断器１の基準相に対応するスイッチを投入させる制御部５３と、を備える。
2011086671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相変圧器に対する３相交流電源の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制装置であって、
前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器に印加される電圧に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算部と、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記３相交流電源による前記３相遮断器への印加電圧に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算部と、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算部によって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算部によって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる制御部と、
を備えたことを特徴とする突入電流抑制装置。
【請求項２】
３相交流電源が供給される３相変圧器の二次側出力の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制装置であって、
前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器の二次側に生ずる電圧に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算部と、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記３相変圧器の二次側出力による前記３相遮断器の出力側電圧に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算部と、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算部によって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算部によって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる制御部と、
を備えたことを特徴とする突入電流抑制装置。
【請求項３】
３相変圧器に対する３相交流電源の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制装置であって、
前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器の二次側に生ずる電圧に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算部と、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記３相交流電源による前記３相遮断器への印加電圧に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算部と、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算部によって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算部によって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる制御部と、
を備えたことを特徴とする突入電流抑制装置。
【請求項４】
３相変圧器に対する３相交流電源の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、
前記３相変圧器に印加される電圧を測定する第１の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器の開極時前後における前記第１の電圧測定ステップの測定結果に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の１次側の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算ステップと、
前記３相交流電源による前記３相遮断器への印加電圧を測定する第２の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記第２の電圧測定ステップの測定結果に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算ステップと、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算ステップによって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算ステップによって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる遮断器制御ステップと、
を含むことを特徴とする突入電流抑制方法。
【請求項５】
３相交流電源が供給される３相変圧器の二次側出力の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、
前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器の二次側に生ずる電圧を測定する第１の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器の開極時前後における前記第１の電圧測定ステップの測定結果に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の２次側の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算ステップと、
前記３相変圧器の二次側出力による前記３相遮断器の出力側電圧を測定する第２の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記第２の電圧測定ステップの測定結果に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算ステップと、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算ステップによって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算ステップによって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる遮断器制御ステップと、
を含むことを特徴とする突入電流抑制方法。
【請求項６】
３相変圧器に対する３相交流電源の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、
前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器の二次側に生ずる電圧を測定する第１の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器の開極時前後における前記第１の電圧測定ステップの測定結果に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の２次側の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算ステップと、
前記３相交流電源による前記３相遮断器への印加電圧を測定する第２の電圧測定ステップと、
前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記第２の電圧測定ステップの測定結果に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算ステップと、
前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算ステップによって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算ステップによって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる遮断器制御ステップと、
を含むことを特徴とする突入電流抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用開閉機器を介して電力系統に接続された変圧器における過渡的な励磁突入電流を抑制する突入電流抑制装置および突入電流抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器における過渡的な励磁突入電流を抑制するためには、変圧器に電流を投入するときの電力用開閉機器に対するタイミング制御が重要となる。例えば、下記特許文献１には、３相変圧器の各相の残留磁束を検出し、基準相の定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで基準相の交流電圧を投入した後、基準相の交流電圧が０になるタイミングで残りの２相の交流電圧を投入することにより、励磁突入電流を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０４０５６６号公報（実施の形態１、図４、「００１７」等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されるような従来の励磁突入電流抑制手法では、基準相の定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで基準相の交流電圧が投入されるように、３相遮断器のプレアーク特性を考慮して残留磁束に対応する目標閉極位相を求めると共に、定格電圧印加時における三相変圧器磁束の振幅を定格値で規格化して１ＰＵ（Ｐｅｒ  Ｕｎｉｔ）とし、電源側電圧は、電圧の最大振幅を１ＰＵとし、定常磁束値は、電源側電圧より９０度位相が遅れている定常磁束の最大振幅を１ＰＵとして求めている。【０００５】
しかしながら、この手法では、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさの影響が考慮されていないため、基準相の定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで交流電圧が投入されるように遮断器の閉極タイミングを制御したとしても、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが定格電圧と異なる場合には、プレアーク発生瞬時の投入が行われるタイミングが変化するので、励磁突入電流を抑制できない場合があるという課題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化しても、励磁突入電流を抑制することが可能な突入電流抑制装置および突入電流抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる突入電流抑制装置は、３相変圧器に対する３相交流電源の供給および遮断を３相遮断器を介して行う構成に適用され、前記３相遮断器の投入時に前記３相変圧器に発生する可能性のある励磁突入電流を抑制する突入電流抑制装置であって、前記３相遮断器の開極時前後における前記３相変圧器に印加される電圧に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして前記３相変圧器の基準相における残留磁束を求める残留磁束演算部と、前記３相遮断器に対する閉極指令に応答し、前記３相交流電源による前記３相遮断器への印加電圧に基づき、前記１ＰＵとして求めた前記最大磁束レベルを基準として前記３相変圧器の基準相における定常磁束を求める定常磁束演算部と、前記閉極指令に応答し、前記定常磁束演算部によって求められた前記基準相の定常磁束と、前記残留磁束演算部によって求められた前記基準相の残留磁束とが一致するタイミングで前記３相遮断器の前記基準相に対応するスイッチを投入させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる突入電流抑制装置によれば、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化しても、励磁突入電流を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる突入電流抑制装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の突入電流抑制装置における残留磁束の導出手法を説明するための図である。
【図３】図３は、基準相（Ｒ相）のスイッチ投入による突入電流抑制手法を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図４は、基準相（Ｒ相）における突入電流抑制効果を説明するための各相の電圧挙動、磁束挙動、および励磁突入電流を示す図である。
【図５】図５は、本実施の形態２にかかる突入電流抑制装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、本実施の形態３にかかる突入電流抑制装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる突入電流抑制装置および突入電流抑制方法について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる突入電流抑制装置５０の構成を示す図である。同図に示すように、実施の形態１にかかる突入電流抑制装置５０は、残留磁束演算部５１、定常磁束演算部５２、制御部５３ならびに、電圧測定機能を有する変圧器電圧測定部６０および電源電圧測定部６１を備え、これら変圧器電圧測定部６０および電源電圧測定部６１が電力系統ライン（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電圧をモニタするように構成されている。なお、残留磁束演算部５１、定常磁束演算部５２および制御部５３は、例えば制御プロセッサ、メモリ、入出力装置等を有するコンピュータなどにより構成可能である。また、電力系統ライン（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）には、３相遮断器１および３相変圧器３０が設けられており、３相変圧器３０は、３相遮断器１を介し、図示を省略した３相交流電源からの交流電力が供給される。
【００１２】
３相遮断器１は、保守点検あるいは、何らかの事故が発生した場合に電力供給を遮断させるものであり、各々が独立に制御可能である３つのスイッチ２〜４を含んでいる。スイッチ２〜４の各一方側の端子は、図示を省略した３相交流電源からＲ相、Ｓ相、およびＴ相の交流電圧が印加される。なお、通常動作時は、スイッチ２〜４が閉極されて電力供給が行われるが、保守点検あるいは、何らかの事故が発生した場合の制御時においては、スイッチ２〜４が開極されて電力供給が遮断される。
【００１３】
３相変圧器３０は、Ｙ−Δ結線で接続された３相変圧器である。具体的には、星形結線され、中性点が接地された３相一次巻線３１および、三角結線された３相二次巻線３２を含んでいる。３相一次巻線３１による３つの入力端子は、スイッチ２〜４の各他方側の端子に接続され、３相二次巻線３２による３つの出力端子は、図示を省略した負荷に接続される。なお、３相遮断器１の閉極時には３相変圧器３０の各相に定常磁束が発生し、３相遮断器１の開極時には３相変圧器３０の各相に残留磁束が発生する。
【００１４】
つぎに、実施の形態１にかかる突入電流抑制装置５０の各部機能について図１を参照して説明する。
【００１５】
変圧器電圧測定部６０は、スイッチ２〜４の他方側の端子、すなわち３相変圧器３０の３相一次巻線３１の３つの入力端子における電圧瞬時値を連続的に測定する。変圧器電圧測定部６０による、この測定値は、残留磁束演算部５１および制御部５３に付与される。
【００１６】
残留磁束演算部５１は、３相遮断器１が開極される前後における変圧器電圧測定部６０の測定値を積分して、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵ（Ｐｅｒ  Ｕｎｉｔ）として３相変圧器３０の基準相における残留磁束を求め、求めた残留磁束を制御部５３に通知する。
【００１７】
電源電圧測定部６１は、スイッチ２〜４の一方側の端子、すなわち３相交流電源のＲ相、Ｓ相、およびＴ相における各電圧瞬時値を連続的に測定する。電源電圧測定部６１による、この測定値は、定常磁束演算部５２、および制御部５３に付与される。
【００１８】
定常磁束演算部５２は、閉極指令信号２５に応答して、電源電圧測定部６１の測定値を積分して、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして基準相の定常磁束を求め、求めた定常磁束を制御部５３に通知する。
【００１９】
制御部５３は、開極指令信号２０が入力されると、３相のうちの基準相（実施の形態１ではＲ相とする）の交流電圧がマイナス側からプラス側に変化する零点で３つのスイッチ２〜４を同時に開極させる。これにより、３相変圧器３０のＲ相における残留磁束の直流成分を、例えば負の所定値である“−Ｋ”（Ｋは正の実数）の値に制御し、Ｓ相およびＴ相の残留磁束の直流成分を、基準相（Ｒ相）における残留磁束の概略−１／２（すなわちＫ／２）の値に制御することができる。
【００２０】
また、制御部５３は、閉極指令信号２５が入力されると、残留磁束演算部５１によって求められた残留磁束と、定常磁束演算部５２によって求められた定常磁束とが一致するタイミングでＲ相（基準相）に対応するスイッチ２を投入させる一方で、Ｓ相およびＴ相については、Ｒ相に対応するスイッチ２を投入させた後、Ｒ相の交流電圧が０になるタイミングで残りの２つのスイッチ３，４を投入させる。
【００２１】
また、制御部５３は、３相遮断器１の閉極時における電源電圧測定部６１の測定値に基づいて、各相における零点のタイミング、残留磁束、定常磁束、定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングなどを求める。
【００２２】
上記の説明において、スイッチ２〜４が閉極するとは、スイッチ２〜４の接触子が機械的に接触することをいう。なお、制御部５３がスイッチ２〜４に閉極の指令を出力してからスイッチ２〜４が実際に閉極するまでには所定の閉極時間が必要となる。
【００２３】
また、スイッチ２〜４を投入させるとは、スイッチ２〜４にプレアーク（スイッチ２〜４が閉極する前に接触子間で電流が流れ始める現象）による電流を流すことをいう。なお、制御部５３がスイッチ２〜４に閉極を指令してから実際にスイッチ２〜４が投入されるまでには所定の投入時間が必要となる。
【００２４】
また、制御部５３がスイッチ２〜４の開極の指令を出力してからスイッチ２〜４が実際に開極するまでには所定の開極時間が必要となる。制御部５３は、上記の閉極時間、投入時間、開極時間を考慮して、上記のタイミングでスイッチ２〜４を制御する。
【００２５】
つぎに、実施の形態１の突入電流抑制装置５０における残留磁束の導出手法について図１および図２を参照して説明する。なお、図２は、実施の形態１の突入電流抑制装置５０における残留磁束の導出手法を説明するための図であり、遮断器開極時における各相の電圧挙動および磁束挙動を従来手法と比較して示した図である。
【００２６】
図２（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）は、３相遮断器１の開極時における交流電圧レベルを０．９ＰＵ、１．０ＰＵおよび、１．１ＰＵと変化させた場合の波形を示している。より具体的に説明すると、各々上部側の波形は、変圧器電圧測定部６０がスイッチ２〜４の他方側の端子（すなわち３相変圧器３０の３相一次巻線３１の３つの入力端子）における電圧瞬時値を連続的に測定した波形であり、各々下部側の波形は、実施の形態１による手法であり、３相遮断器１が開極される前後における変圧器電圧測定部６０の測定値を残留磁束演算部５１が積分して、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１．０ＰＵとして求めた（正規化した）３相変圧器３０の残留磁束波形である。
【００２７】
一方、図２（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２）は、図２（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）と同様に、３相遮断器１の開極時の交流電圧レベルを０．９ＰＵ、１．０ＰＵ、１．１ＰＵと変化させた場合の波形を示すものである。ここで、各々上部側の波形は、変圧器電圧測定部６０がスイッチ２〜４の他方端子（すなわち、３相変圧器３０の３相一次巻線３１の３つの入力端子）における電圧瞬時値を連続的に測定した波形であり、図２（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）と同様であるが、各々下部側の波形は、３相遮断器１が開極される前後における変圧器電圧測定部６０の測定値を残留磁束演算部５１が積分して、三相変圧器磁束の振幅の最大値を１．０ＰＵとして残留磁束を求めた（正規化した）ものである。
【００２８】
図２（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）と、図２（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２）とを比較すると、３相遮断器１の開極時の交流電圧レベルが１．０ＰＵの場合は、同じ残留磁束が得られるが（図２（ｂ−１），（ｂ−２）を参照）、３相遮断器１の開極時の交流電圧レベルを０．９ＰＵまたは１．１ＰＵと変化させた場合には、（ａ−１）と（ａ−２）の各下部波形同士、および（ｃ−１）と（ｃ−２）の各下部波形同士をそれぞれ比較すれば明らかなように、各々の残留磁束に最大０．０５ＰＵの誤差が生じている。これらの残留磁束差は、遮断器投入のタイミングを変化させる原因になり、遮断器投入時に発生する励磁投入電流の大きさに影響を及ぼすことになる。すなわち、従来手法では、基準相の定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで交流電圧を投入するように遮断器の閉極タイミングを制御したとしても、投入時の励磁突入電流を抑制できない場合があるという課題を生じさせることになる。
【００２９】
図３は、基準相（Ｒ相）のスイッチ投入による突入電流抑制手法を説明するためのタイムチャートである。詳細には、同図（ａ）の破線で示す曲線は、Ｒ相に印加される交流電圧の最大値が１．０ＰＵの場合の交流電圧波形であり、実線で示す曲線は、Ｒ相に印加される交流電圧の最大値が１．１ＰＵの場合の交流電圧波形を示している。また、図３（ｂ）の破線で示す曲線は、Ｒ相に印加される交流電圧の最大値が１．０ＰＵの場合に発生する最大値が１．０ＰＵの定常磁束波形であり、図３（ｂ）の実線で示す曲線は、Ｒ相に印加される交流電圧の最大値が１．１ＰＵの場合に発生する最大値が１．１ＰＵの定常磁束波形である。なお、図３（ｂ）には、残留磁束波形を併せて図示しているが、説明の容易性から、残留磁束の値を一定値として示している。
【００３０】
また、図３（ａ）には、交流電圧の最大値が１．０ＰＵの場合に点１０１を通るＲＤＤＳ（Ｒａｔｅ  ｏｆ  Ｄｅｃａｙ  ｏｆ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ：絶縁耐力減少率）曲線１０７と、交流電圧の最大値が１．１ＰＵの場合に点１０２を通るＲＤＤＳ曲線１０８とが書き込まれている。なお、ＲＤＤＳ曲線１０７とＲＤＤＳ曲線１０８とは、傾きが同一である。ここで、ＲＤＤＳ曲線１０７，１０８が時間軸と交差する時刻ｔ１，ｔ２は、それぞれスイッチ２が機械的に閉極する時刻を示している。換言すると、時刻ｔ１，ｔ２よりもスイッチ２の閉極時間だけ前の時刻に、制御部５３がスイッチ２を閉極させる指令を出せば、それぞれ点１０１および点１０２でプレアークが発生して、定常磁束と残留磁束とが一致する点１０４および点１０５でスイッチ２が投入されることになる。
【００３１】
ところが、交流電圧の最大値が１．１ＰＵであるにもかかわらず、従来手法のように、電源側の交流電圧の最大振幅を１．０ＰＵとし、電源側電圧より９０度位相が遅れている定常磁束の最大振幅を１．０ＰＵとして求めた閉極指令をスイッチ２に対して出力してしまうと、点１０３においてスイッチ２が投入されてしまう。スイッチ２の投入点が点１０３である場合、Ｒ相の定常磁束は点１０６の位置にあるため、定常磁束と残留磁束とは一致せず、これらの磁束差に応ずる励磁突入電流が流れてしまう。
【００３２】
一方、実施の形態１のように、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１．０ＰＵとすべく、交流電圧の最大値に応じて、電源側の交流電圧の最大振幅および定常磁束の最大振幅を正規化して求めた閉極指令をスイッチ２に対して出力すれば、最適な投入点での制御が可能となる。
【００３３】
例えば、交流電圧の最大値が１．１ＰＵの場合、基準相（Ｒ相）の交流電圧最大値が１．１ＰＵの場合に発生する、交流電圧最大値が１．１ＰＵの定常磁束と、先に求めた残留磁束とが一致するように時刻ｔ２にてスイッチ２が閉極される閉極指令がスイッチ２に対して出力され、図３（ａ）の点１０２にてスイッチ２が投入される。このとき、図３（ｂ）の磁束曲線上では、定常磁束と残留磁束とが一致している点１０５が投入点となる。
【００３４】
なお、交流電圧の最大値が１．０ＰＵの場合には、基準相（Ｒ相）の交流電圧最大値が１．０ＰＵの場合に発生する、交流電圧最大値が１．０ＰＵの定常磁束と、先に求めた残留磁束とが一致するように時刻ｔ１にてスイッチ２が閉極される閉極指令がスイッチ２に対して出力されるので、定常磁束と残留磁束とが一致する点１０４が投入点となることは無論である。
【００３５】
図４は、基準相（Ｒ相）における突入電流抑制効果を説明するための各相の電圧挙動、磁束挙動、および励磁突入電流を示す図である。より詳細に説明すると、図４（ａ）は、基準相（Ｒ相）における交流電圧の最大値が１．１ＰＵであるにもかかわらず、定常磁束の最大振幅を１．０ＰＵとし、定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングでスイッチ２を投入させる閉極指令を出力した場合の交流電圧波形、磁束波形および、基準相（Ｒ相）の電流波形を示す図であり、図４（ｂ）は、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１．０ＰＵとして基準相（Ｒ相）の定常磁束を求め、基準相の交流電圧最大値が１．１ＰＵの場合に発生する、交流電圧最大値が１．１ＰＵの定常磁束と、先に求めた残留磁束とが一致するタイミングでスイッチ２を投入させる閉極指令を出力した場合の交流電圧波形、磁束波形および、基準相（Ｒ相）の電流波形を示す図である。なお、図４（ａ），（ｂ）共に、磁束波形については、図２（ｂ−１）で示した各相の残留磁束を実線で示すとともに、３相の交流電圧波形を時間微分して得られる各相の定常磁束を破線で示している。
【００３６】
図４（ａ）において、基準相（Ｒ相）の交流電圧の最大値が１．１ＰＵであるにもかかわらず、定常磁束の最大振幅を１．０ＰＵとして求めた閉極指令をスイッチ２に対して出力してしまうと、図３（ａ）で示した点１０３と一致する時刻でスイッチ２が投入されることになる。そうすると、投入点での基準相（Ｒ相）の定常磁束と残留磁束が一致せず、残留磁束の波形（実線）は、定常磁束（点線）の上側にシフトした波形になり、磁束による過渡現象が発生する。その結果、図４（ａ）の下段部に示すようなＲ相電流が流れ、励磁突入電流の発生を抑制することができない。
【００３７】
一方、図４（ｂ）において、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１．０ＰＵとして基準相（Ｒ相）における定常磁束を求め、Ｒ相の交流電圧の最大値が１．１ＰＵの場合に発生する、最大値が１．１ＰＵの定常磁束と、交流電圧最大値が１．１ＰＵとして求めた残留磁束とが一致するタイミングでスイッチ２を投入させる閉極指令をスイッチ２に対して出力すれば、図３（ａ）で示した点１０２と一致する時刻でスイッチ２が投入されることになるので、基準相（Ｒ相）における定常磁束と残留磁束とを一致させることができ、励磁突入電流の発生を抑制することができる。
【００３８】
このように、実施の形態１の突入電流抑制装置５０では、交流電圧の最大値の大きさの影響を受けることなく、基準相（Ｒ相）における定常磁束と残留磁束とを一致させる制御を行うことができるので、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化した場合でも、励磁突入電流の抑制が可能となる。
【００３９】
以上説明したように、実施の形態１の突入電流抑制装置５０によれば、３相遮断器の開極時前後における変圧器電圧測定部６０の測定結果に基づき、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして３相変圧器３０の基準相における残留磁束を求め、３相遮断器に対する閉極指令に応答した電源電圧測定部６１の測定結果に基づき、１ＰＵとした求めた最大磁束レベルを基準として３相変圧器３０の基準相における定常磁束を求め、閉極指令に応答し、基準相における定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで３相遮断器１の基準相に対応するスイッチを投入させる制御を行うこととしたので、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化した場合であっても、励磁突入電流の抑制が可能となる。
【００４０】
また、実施の形態１の突入電流抑制方法によれば、第１の電圧測定ステップでは、３相変圧器３０に印加される電圧を測定し、残留磁束演算ステップでは、３相遮断器１の開極時前後における第１の電圧測定ステップの測定結果を用いて、定格電圧印加時に発生する最大磁束レベルを１ＰＵとして変圧器の基準相における残留磁束を求め、第２の電圧測定ステップでは、３相交流電源による３相遮断器１への印加電圧を測定し、定常磁束演算ステップでは、第２の電圧測定ステップの測定結果を用いると共に、残留磁束演算ステップにて１ＰＵとして求めた最大磁束レベルを基準として３相変圧器３０の基準相における定常磁束を求め、遮断器制御ステップでは、定常磁束演算部５２によって求められた基準相の定常磁束と、残留磁束演算ステップによって求められた基準相の残留磁束とが一致するタイミングで３相遮断器１の前記基準相に対応するスイッチを投入させる制御を行うこととしたので、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化した場合であっても、励磁突入電流の抑制が可能となる。
【００４１】
実施の形態２．
図５は、本実施の形態２にかかる突入電流抑制装置の構成を示す図である。実施の形態２にかかる突入電流抑制装置は、３相交流電源が供給される３相変圧器３０の二次側出力の供給および遮断を３相遮断器１を介して行う構成に適用されるものである。以下、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４２】
変圧器電圧測定部６０は、３相変圧器３０の３相二次巻線３２の出力端子における電圧瞬時値を連続的に測定する。変圧器電圧測定部６０による、この測定値は、残留磁束演算部５１および制御部５３に付与される。
【００４３】
電源電圧測定部６１は、３相変圧器３０の二次側出力による３相遮断器１の出力側電圧を連続的に測定する。電源電圧測定部６１による、この測定値は、定常磁束演算部５２、および制御部５３に付与される。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態２の突入電流抑制装置５０によれば、３相変圧器３０の３相二次巻線３２の出力端子における電圧を測定する変圧器測定部６０の測定結果と、３相変圧器３０の二次側出力による３相遮断器１の出力側電圧を測定する電源電圧測定部６１の測定結果とに基づき、１ＰＵとして求めた最大磁束レベルを基準として３相変圧器３０の基準相における定常磁束を求めるようにしたので、実施の形態１と同様に、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化した場合であっても、励磁突入電流の抑制が可能となる。
【００４５】
実施の形態３．
図６は、本実施の形態３にかかる突入電流抑制装置の構成を示す図である。以下、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４６】
変圧器電圧測定部６０は、３相変圧器３０の３相二次巻線３２の出力端子における電圧瞬時値を連続的に測定する。変圧器電圧測定部６０による、この測定値は、残留磁束演算部５１および制御部５３に付与される。電源電圧測定部６１は、実施の形態１と同様に、３相交流電源のＲ相、Ｓ相、およびＴ相における各電圧瞬時値、すなわち３相交流電源による３相遮断器１への印加電圧を、連続的に測定する。電源電圧測定部６１による、この測定値は、定常磁束演算部５２、および制御部５３に付与される。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態３の突入電流抑制装置５０によれば、３相変圧器３０の３相二次巻線３２の出力端子における電圧を測定する変圧器測定部６０の測定結果と、３相遮断器１の他端に接続された電源電圧測定部６１の測定結果とに基づき、１ＰＵとして求めた最大磁束レベルを基準として３相変圧器の基準相における定常磁束を求めるようにしたので、実施の形態１と同様に、遮断器開極時、および電圧印加時における交流電圧の大きさが変化した場合であっても、励磁突入電流の抑制が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる突入電流抑制装置および突入電流抑制方法は、交流電圧の最大値の大きさの影響を受けることなく、励磁突入電流の抑制を可能とする発明として有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ３相遮断器
２，３，４  スイッチ
２０  開極指令信号
２５  閉極指令信号
３０  ３相変圧器
３１  ３相一次巻線
３２  ３相二次巻線
５０  突入電流抑制装置
５１  残留磁束演算部
５２  定常磁束演算部
５３  制御部
６０  変圧器電圧測定部
６１  電源電圧測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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